本實用新型涉及工業(yè)自動化檢測及控制領域，尤其是一種低成本3D打印機打印平臺自動調(diào)平系統(tǒng)。

背景技術：

目前，在新興市場經(jīng)濟和新型技術不斷崛起的背景下，對產(chǎn)品的快速設計與快速成型提出了極高的要求，而3D打印機的出現(xiàn)正好極大的滿足了企業(yè)對于產(chǎn)品原型快速設計的需求。但3D打印機打印產(chǎn)品模型需要操作人員進行復雜的參數(shù)調(diào)整和打印平臺水平度校正，否則打印出的成品良品率較低。較優(yōu)秀的解決方案機即是利用補償算法和復雜的距離測算設備來實現(xiàn)平臺的自動化調(diào)整。然而這樣的解決方案由于成本高昂、設備復雜無法應用于價格較為親民的桌面級3D打印機，使得沒有該項自動水平校正的打印機大大的浪費了生產(chǎn)資源并無法實現(xiàn)可靠的自動化生產(chǎn)。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有3D打印技術在穩(wěn)定性和成本較高的不足，本實用新型提供一種低成本3D打印機打印平臺自動調(diào)平系統(tǒng)，該系統(tǒng)能有效地對打印噴頭進行調(diào)平，從而達到更佳的打印效果，平臺校正機構成本低廉，結構簡單，具有廣泛的實用價值。

一種低成本3D打印機打印平臺自動調(diào)平系統(tǒng)，其特征在于，包括：3D打印噴頭，懸臂轉軸，噴頭懸臂，噴頭散熱器，效應器球軸，懸臂阻尼彈簧，懸臂限位槽，3D打印機效應器，機械微動開關，3D打印機控制器，機械微動開關和單片機控制器，所述3D打印噴頭連接于所述3D打印機效應器下部，所述3D打印機效應器通過噴頭散熱器與噴頭懸臂相連接，所述噴頭懸臂通過懸臂轉軸與所述 3D打印機效應器組成繞軸旋轉的懸掛結構，懸臂限位槽內(nèi)嵌于噴頭懸臂，所述噴頭懸臂經(jīng)由穿過懸臂限位槽的懸臂阻尼彈簧施加的彈力，彈性固定于所述3D 打印機效應器，所述效應器球軸安裝于所述3D打印機效應器，所述噴頭懸臂與所述機械式微動開關相連接，所述機械微動開關安裝于所述3D打印機效應器上，所述3D打印機控制器與所述3D打印機效應器相連，單片機控制器與所述3D打印機控制器相連。

進一步的，所述機械式微動開關包含輕觸開關頂針以及輕觸開關；輕觸開關頂針固定連接于噴頭懸臂，與固定在所述3D打印機效應器上的輕觸開關相接觸。

進一步的，所述3D打印噴頭為懸掛式微動打印噴頭。

進一步的，所述3D打印噴頭為單軸旋轉微動打印噴頭。

進一步的，所述機械微動開關包含兩個狀態(tài)：輕觸開關頂針和輕觸開關接觸狀態(tài)以及輕觸開關頂針和輕觸開關分離狀態(tài)。

進一步的，3D打印噴頭與打印臺面接觸，噴頭懸臂被頂起，所述機械微動開關從所述接觸狀態(tài)變?yōu)樗龇蛛x狀態(tài)。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型所述3D打印機打印平臺自動調(diào)平系統(tǒng)該系統(tǒng)能有效地對打印噴頭進行調(diào)平，從而達到更佳的打印效果，平臺校正機構成本低廉，結構簡單，具有廣泛的實用價值，提高了工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖。

圖2為本實用新型實體結構外形圖。

其中：圖1：1、3D打印噴頭，2、懸臂轉軸，3、噴頭懸臂，4、噴頭散熱器， 5、效應器球軸，6、懸臂阻尼彈簧，7、懸臂限位槽，8、輕觸開關頂針，9、輕觸開關。

具體實施方式

下面結合附圖1-2對3D打印機打印平臺自動調(diào)平系統(tǒng)做進一步說明。

實施例1：

一種低成本3D打印機打印平臺自動調(diào)平系統(tǒng)，其特征在于，包括：3D打印噴頭，懸臂轉軸，噴頭懸臂，噴頭散熱器，效應器球軸，懸臂阻尼彈簧，懸臂限位槽，3D打印機效應器，機械微動開關，3D打印機控制器，機械微動開關和單片機控制器，所述3D打印噴頭連接于所述3D打印機效應器下部，所述3D打印機效應器通過噴頭散熱器與噴頭懸臂相連接，所述噴頭懸臂通過懸臂轉軸與所述 3D打印機效應器組成繞軸旋轉的懸掛結構，懸臂限位槽內(nèi)嵌于噴頭懸臂，所述噴頭懸臂經(jīng)由穿過懸臂限位槽的懸臂阻尼彈簧施加的彈力，彈性固定于所述3D 打印機效應器，所述效應器球軸安裝于所述3D打印機效應器，所述噴頭懸臂與所述機械式微動開關相連接，所述機械微動開關安裝于所述3D打印機效應器上，所述3D打印機控制器與所述3D打印機效應器相連，單片機控制器與所述3D打印機控制器相連。

所述機械式微動開關包含輕觸開關頂針以及輕觸開關；輕觸開關頂針固定連接于噴頭懸臂，與固定在所述3D打印機效應器上的輕觸開關相接觸，所述3D 打印噴頭為懸掛式微動打印噴頭。所述機械微動開關包含兩個狀態(tài)：輕觸開關頂針和輕觸開關接觸狀態(tài)以及輕觸開關頂針和輕觸開關分離狀態(tài)。3D打印噴頭與打印臺面接觸，噴頭懸臂被頂起，所述機械微動開關從所述接觸狀態(tài)變?yōu)樗龇蛛x狀態(tài)。

本系統(tǒng)工作流程：單片機控制器通過內(nèi)部預設的軟件驅動3D打印機控制器動作，使3D打印機控制器驅動XYZ三軸電機拖動打印噴頭移動到系統(tǒng)的單片機控制器預先設定好的坐標位置，當打印噴頭移動到設定好的坐標位置時，單片機控制器控制噴頭上的懸掛觸碰檢測機構延Z軸下移，下移過程中隨時檢測3D打印機的噴頭是否與臺面有觸碰信號發(fā)生，并記錄下當前該點與Z軸發(fā)生觸碰時所移動的行程。對于平臺傾斜度校正處理主要進行以下步驟：首先，對打印平臺劃分出21個采樣坐標點，然后，單片機控制器發(fā)送采樣坐標信息到3D打印機控制器，并驅動懸掛觸碰噴頭到達指定采樣坐標點，并采集當前坐標點噴頭與臺面的觸碰距離，并將Z軸的行程距離儲存為位移偏移數(shù)據(jù)。最后，對21個采樣點的偏移數(shù)據(jù)進行平臺水平度平面歸一化處理，解算出平臺平面相對噴頭移動的平面的傾斜度偏移量，并把偏移量加入到3D打印機的模型數(shù)據(jù)中進行軟件補償，最大程度上保證了3D打印機打的印成品率。

首先電機聯(lián)動的連桿通過效應器球軸連接3D打印機效應器，并拖動3D打印機效應器運動到平臺的指定XY坐標上方，然后繼續(xù)帶動3D打印機效應器向平臺緩慢接近，并時刻記錄接近過程中Z軸運行的距離數(shù)據(jù)直到輕觸開關頂針與輕觸開關分離觸發(fā)了3D打印噴頭與平臺已經(jīng)接觸上的觸發(fā)信號。這時3D打印機控制器記錄下開始下沉時刻到觸發(fā)信號時刻之間Z軸運行的距離數(shù)據(jù)并保存，然后拖動3D打印機效應器上抬離開平臺并運動到下一個XY坐標點繼續(xù)校準平臺動作。運行完畢全部21個XY軸面上的Z軸校準點后，3D打印機控制器將21個點的數(shù)據(jù)作為高度信息傳入采樣點傾斜度歸一化算法，以計算出平臺的傾斜程度并在自動補償噴頭在平臺上運動時的Z軸運動信號以實現(xiàn)自動校準打印平臺水平度的功能。

本實施例能夠完全自動穩(wěn)定的測算出打印噴頭與平臺之間的傾斜度，并進行補償，系統(tǒng)操作完全自動化且平臺校正機構成本低廉，結構簡單，具有廣泛的實用價值，提高了工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

實施例2：

作為對實施例1的補充，所述3D打印噴頭采用單軸旋轉微動打印噴頭。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型披露的技術范圍內(nèi)，根據(jù)本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。